鑫鋒立液氮深冷處理設(shè)備的國內(nèi)品牌,，主要生產(chǎn)：深冷箱,、低溫裝配設(shè)備、深冷處理設(shè)備,、液氮高低溫試驗(yàn)箱,。在諸多領(lǐng)域有著不可替代的速凍機(jī)優(yōu)勢(shì)，具有多年的低溫設(shè)備及食品機(jī)械設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)的銷售和經(jīng)驗(yàn),。
為了提高滲氮件的承載能力和挖掘滲氮的強(qiáng)化潛力,，開發(fā)了深層滲氮硬化技術(shù)。人們過去認(rèn)為滲氮層很淺類似于“蛋殼”,，有很多誤解,，經(jīng)過多年來滲氮件的應(yīng)用和滲氮技術(shù)的開發(fā)，深層滲氮,、新滲氮鋼和新滲氮方法的不斷出現(xiàn),，使?jié)B氮工藝在很多場(chǎng)合可以與滲碳工藝相媲美，而且正在發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。
1.深層滲氮硬化技術(shù)
深層滲氮和深層硬化相結(jié)合,，形成了深層滲氮硬化的技術(shù)方案，不僅把常規(guī)滲層深小于0.4mm提高到0.6~1.0mm,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)滲氮表面下0.3~0.5mm處硬度提高到500HV以上,，硬度梯度平緩。解決的途徑是采用特殊工藝強(qiáng)化滲氮次表層和提高滲氮基體硬度（強(qiáng)度）,。
為此,，研發(fā)了兩種時(shí)效硬化鋼：20CrNi3Mn2Al和20Cr3MnMoV（見表1），開發(fā)了深層滲氮硬化工藝,。提出了深層滲氮硬化技術(shù)的三個(gè)相關(guān)條件：滲氮層深0.6mm以上,，滲氮表面下0.4mm處硬度大于600HV和滲氮基體硬度大于400~450HV（42~46HRC）,。
（1）時(shí)效硬化鋼
采用時(shí)效硬化鋼作為滲氮基體材料，取代常規(guī)的調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼,，可以實(shí)現(xiàn)不需油淬調(diào)質(zhì),，采用空冷固溶處理代替調(diào)質(zhì)淬火，滲氮和時(shí)效兩個(gè)工序合一,，在滲氮過程中,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)滲氮層硬化和基體時(shí)效硬化，滲氮表面硬度大于900HV,，滲氮基體硬度大于400HV（42HRC）,。簡化工藝，顯著提高了滲氮基體硬度,。
表1 試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）
（2）深層滲氮硬化
為了實(shí)現(xiàn)滲氮層深層硬化,，必須將時(shí)效硬化鋼滲氮硬化和時(shí)效硬化兩種機(jī)制正確地混合，改變恒溫滲氮為變溫滲氮,，滲氮前期以滲氮固溶強(qiáng)化和彌散硬化為主,，后期為滲氮硬化和時(shí)效硬化疊加。采用離子滲氮工藝,，可以充分利用離子轟擊和陰極濺射造成的滲氮表面活化與不斷出現(xiàn)的大量晶體缺陷,，有效的加速氮原子的擴(kuò)散，加快滲氮速度,。
以時(shí)效硬化鋼20CrNi3Mn2Al為例,，與滲氮鋼38CrMoAl普通滲氮和滲碳鋼20CrMnTi常規(guī)氣體滲碳淬火的硬化進(jìn)行對(duì)比，如附圖所示,，其中20CrNi3Mn2Al鋼經(jīng)過870℃×3h空冷固溶處理+520~540℃×80h深層離子滲氮,，38CrMoAl鋼經(jīng)過520~530℃×50h離子滲氮，20CrMnTi鋼經(jīng)過930℃滲碳+850℃油淬,。三種材料不同工藝處理結(jié)果可以看出,，時(shí)效硬化鋼20CrNi3Mn2Al深層離子滲氮表面硬度高,，表層強(qiáng)化效果顯著,，基體硬度高，與滲碳鋼相當(dāng),，高于38CrMoAl滲氮鋼,。表明時(shí)效硬化鋼滲氮后有很高的承載能力。
2.齒輪受力分析
齒輪是在接觸疲勞和彎曲疲勞的復(fù)雜應(yīng)力條件下工作,，滲氮層次表層承受最大的剪切應(yīng)力,，滲氮層剝落和疲勞破壞往往發(fā)生在次表層，因此充分強(qiáng)化滲氮次表層是提高齒輪承載能力的關(guān)鍵,。
大量國內(nèi)外試驗(yàn)研究結(jié)果證明,，隨著滲氮硬化層層深增加和齒輪心部硬度提高,，齒輪接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度隨之提高。深層離子滲氮硬化技術(shù),，采用時(shí)效硬化鋼和深層滲氮硬化,，對(duì)滲氮齒輪滿足重載復(fù)雜應(yīng)力條件工作是重要保證。
試驗(yàn)表明,，20CrNi3Mn2Al鋼深層離子滲氮后,，滲氮表面下0.4mm處硬度大于600HV，滲氮基體硬度為400HV（42HRC）以上,。如表2所示,。
表2 20CrNi3Mn2Al鋼深層離子滲氮后的硬度和層深
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3. 應(yīng)用展望
推薦20CrNi3Mn2Al鋼作為時(shí)效硬化滲氮齒輪鋼,，采用深層滲氮硬化技術(shù)可滿足滲氮齒輪工作條件的更高要求,。
普通調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼42CrMo、35CrMoV,、25Cr2MoV等制造滲氮齒輪,，基體硬度低（28~38HRC），次表層硬度低（表面下0.4mm處不超過400~500HV）,。時(shí)效硬化鋼20CrNi3Mn2Al鋼固溶處理后硬度為30~36HRC,，深層離子滲氮后，表面硬度高于900HV,，滲氮表面下0.4mm處硬度為600~650HV,。基體硬度為40~46HRC,，滲層深度為0.7mm以上,。
展望用時(shí)效硬化鋼制造滲氮齒輪，可以預(yù)期有廣闊應(yīng)用前景?，F(xiàn)有調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼制造的滲氮齒輪,，模數(shù)不超過10mm，由于時(shí)效硬化鋼采用了深層滲氮硬化技術(shù),，大大強(qiáng)化了滲氮層和基體,，明顯提高了齒輪的承載能力。可以期望時(shí)效硬化鋼滲氮齒輪模數(shù)會(huì)超過10mm,，可用來制造重負(fù)載高性能齒輪,。
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